CN110654690A - 一种石墨舟的定位装置及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨舟的定位装置及定位方法，装置包括传输线体、托盘、前端限位机构、后端推舟机构、右侧推舟机构、托盘限位机构和托盘靠边驱动机构，传输线体用于输送托盘，托盘用于装载石墨舟，托盘限位机构设于传输线体的前端用于限制托盘前进，托盘靠边推动机构设于传输线体的右侧，前端限位机构设于传输线体的前端，后端推舟机构设于传输线体的后端，右侧推舟机构设于传输线体的右侧。方法包括托盘前后定位、托盘左右定位、石墨舟前后定位和石墨舟左右定位。本发明从多个维度对石墨舟托盘及石墨舟进行定位，能有效解决石墨舟定位精度的问题。

Description

一种石墨舟的定位装置及定位方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造设备，尤其涉及一种石墨舟的定位装置及定位方法。
背景技术
当前，晶硅太阳能电池的制造工艺过程中，通常需要采用薄膜沉积工艺进行硅片的镀膜。镀膜的作用是减少反射，提高太阳能电池效率。镀膜的方法有很多，其中一种就是等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)，该方法是对硅片进行氮化硅真空镀膜。在镀膜工艺时，需要用到石墨舟作为载具。在镀膜前，先将未镀膜的硅片放入石墨舟中石墨舟片的卡点上，每个舟片上可放置固定数量的硅片；硅片放置完成后，将石墨舟送入工艺设备的反应腔体内进行镀膜工艺；工艺结束后送出石墨舟，待石墨舟冷却后再将镀膜后的硅片从石墨舟中取出，送往下一道工序。现在，随着自动化程度的提高，将硅片插入石墨舟和将硅片从石墨舟取出的过程基本上都是由工业机器人来完成，所以相应的石墨舟定位也需要非常精确，才能保证机器人准确、高效的完成插取片动作。
一般的定位方式很难满足工业机器人的定位精度要求，如果石墨舟定位达不到要求，就容易造成碎片、不良片、甚至损坏石墨舟和吸盘的情况。现有技术采用的是一侧固定，另外一侧压紧的方式，将石墨舟往固定一侧压紧贴死达到定位的目的；这样的方式对固定侧的加工和装配精度有很高的要求，加大了定位难度和定位成本。并且，现有技术只是简单的对石墨舟本身进行定位，没有考虑到石墨舟托盘和石墨舟传输线对定位精度的影响，石墨舟放入托盘的时候，石墨舟脚和托盘定位块之间还存在间隙，石墨舟托盘在传输线上传输时，托盘和传输线导向条之间也存在间隙，这些间隙的存在都会影响石墨舟的最终定位精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种从多个维度对石墨舟托盘及石墨舟进行定位，能有效解决石墨舟定位精度的问题的石墨舟的定位装置及定位方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种石墨舟的定位装置，包括传输线体、托盘、前端限位机构、后端推舟机构、右侧推舟机构、托盘限位机构和托盘靠边驱动机构，所述传输线体用于输送托盘，所述托盘用于装载石墨舟，所述托盘限位机构设于传输线体的前端用于限制托盘前进，所述托盘靠边推动机构设于传输线体的右侧，用于驱动托盘与向传输线体的左侧抵靠，所述前端限位机构设于传输线体的前端，所述后端推舟机构设于传输线体的后端，用于推动石墨舟向前端限位机构抵靠，所述右侧推舟机构设于传输线体的右侧，用于推动石墨舟向托盘左侧抵靠。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述传输线体的后端设有门形架，所述门形架上设有升降模块，所述后端推舟机构安装在升降模块上。
所述升降模块包括升降气缸和横梁，所述门形架的两侧设有升降导轨，所述横梁的两端分别滑设于升降导轨上，所述升降气缸的缸体设于门形架的顶部，且升降气缸的驱动端与横梁连接，所述后端推舟机构设于横梁上；所述后端推舟机构包括后端推舟块和后端推舟气缸，所述后端推舟气缸的缸体设于横梁上，所述后端推舟块设于后端推舟气缸的驱动端。
所述后端推舟块设有可与石墨舟接触的后端导向滚轮；所述前端限位机构包括前端限位支架，所述前端限位支架上设有可与石墨舟接触的前端导向滚轮。
所述右侧推舟机构包括右侧推舟支架、右侧推舟板和右侧推舟气缸，所述右侧推舟气缸安装在右侧推舟支架上，所述右侧推舟板设于与右侧推舟气缸的驱动端；所述托盘靠边推动机构包括托盘靠边气缸，所述传输线体的右侧设有安装板，所述托盘靠边气缸安装的安装板上。
所述定位装置还包括左侧压舟机构和右侧压舟机构，所述左侧压舟机构、右侧压舟机构分别设于传输线体的左侧和右侧，用于同时压住石墨舟。
所述左侧压舟机构包括压舟支架、压舟气缸、侧壁板、水平直线导轨和压舟板，所述侧壁板固定在压舟支架上，所述压舟支架滑设于水平直线导轨上，所述压舟气缸设于一固定座上，且压舟气缸的驱动端与压舟支架连接，所述压舟板与侧壁板之间设有导杆，所述导杆一端与压舟板固定连接，另一端通过直线轴承与侧壁板连接，所述导杆上套有弹簧，所述压舟板设置多个，沿传输线体的输送方向间隔布置，所述右侧压舟机构与左侧压舟机构为对称结构。
一种基于上述的石墨舟的定位装置的定位方法，包括以下步骤：
S1、托盘前后定位：将载有石墨舟的托盘输送至传输线体上，传输线体带动托盘向前移动，直至与托盘限位机构抵靠后停止；
S2、托盘左右定位：托盘靠边推动机构将托盘向传输线体的左侧推动，直至与传输线体左侧的挡边抵靠；
S3、石墨舟前后定位：后端推舟机构将石墨舟向前端限位机构推动，直至与前端限位机构抵靠；
S4、石墨舟左右定位：右侧推舟机构将石墨舟向托盘的左侧推动，直至石墨舟被托盘挡住不能移动。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述步骤S4之后还包括步骤S5：左侧压舟机构和右侧压舟机构同时压住石墨舟两侧的侧壁，以防止石墨舟变形。
所述步骤S1中，在载有石墨舟的托盘进入传输线体之前，升降气缸驱动横梁沿门形架上移，之后，托盘穿过门形架移动至传输线体上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的石墨舟定位装置更加符合自动化要求，定位装置及方法从多个维度对石墨舟托盘及石墨舟进行定位，能有效解决石墨舟定位精度的问题，通过设置了托盘限位机构和托盘靠边推动机构，消除托盘与传输线体之间的间隙对定位精度的影响，通过右侧推舟机构的设置，消除石墨舟的舟脚和托盘的支撑块之间间隙的对定位精度的影响，能有效降低因石墨舟800定位不准造成的碎片和不良片现象，彻底避免因定位不准造成石墨舟和吸盘损坏的情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(工作状态)。
图2是本发明的结构示意图(未工作状态，无石墨舟)。
图3是本发明中传输线体的结构示意图。
图4是本发明中石墨舟与托盘的结构示意图。
图5是本发明中后端推舟机构和门形架的结构示意图。
图6是本发明中右侧压舟机构的结构示意图。
图7是本发明中右侧推舟机构的结构示意图。
图8是本发明中前端限位机构的结构示意图。
图中各标号表示：
100、传输线体；110、安装板；200、托盘；201、支撑块；300、前端限位机构；301、前端导向滚轮；310、前端限位支架；401、后端导向滚轮；410、后端推舟机构；411、后端推舟块；412、后端推舟气缸；420、门形架；421、升降导轨；430、升降模块；431、升降气缸；432、横梁；500、右侧推舟机构；510、右侧推舟支架；520、右侧推舟板；530、右侧推舟气缸；600、托盘限位机构；700、托盘靠边推动机构；710、托盘靠边气缸；800、石墨舟；801、舟脚；901、压舟支架；902、压舟气缸；903、侧壁板；904、水平直线导轨；905、压舟板；906、固定座；907、导杆；908、直线轴承；909、弹簧；910、左侧压舟机构；920、右侧压舟机构。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的“前”、“后”、“左”、“右”仅是便于用于实施例的描述，不对实际产品方向进行限定，本发明的“前”是指沿传输线体100的传送方向的前端。
如图1至图8所示，本实施例的石墨舟的定位装置，包括传输线体100、托盘200、前端限位机构300、后端推舟机构410、右侧推舟机构500、托盘限位机构600和托盘靠边驱动机构700。
托盘200用于装载石墨舟800。传输线体100用于输送托盘200，将插完硅片的石墨舟800从插取片位传输到工艺设备，将工艺后的石墨舟从工艺设备传输到插取片位。
托盘限位机构600设于传输线体100的前端，用于对托盘200在前进方向上的限位，保证托盘200每次传输在前后方向上的位置一定。
托盘靠边推动机构700设于传输线体100的右侧，用于驱动托盘200与向传输线体100的左侧抵靠。由于托盘200在传输线体100上传输时两侧都会有一定的间隙，托盘靠边推动机构700保证托盘200左右位置一定。
前端限位机构300设于传输线体100的前端，用于石墨舟800前端方向上的定位，是一个固定不变的位置，后端推舟机构410设于传输线体100的后端，用于推动石墨舟800向前端限位机构300抵靠。前端限位机构300与后端推舟机构410一起保证石墨舟800在前后方向上的定位。
右侧推舟机构500设于传输线体100的右侧，用于推动石墨舟800向托盘200左侧抵靠。在右侧推舟机构500的作用下推动石墨舟800向托盘200左侧移动，由于石墨舟800放在托盘200后，石墨舟800的舟脚801和托盘200的支撑块201之间存在间隙，右侧推舟机构500将石墨舟800推向左侧至极限位置，对石墨舟800左右方向进行定位。
本发明的石墨舟定位装置更加符合自动化要求，提供的石墨舟定位装置及方法从多个维度对石墨舟托盘及石墨舟进行定位，能有效解决石墨舟定位精度的问题，通过设置了托盘限位机构600和托盘靠边推动机构700，消除托盘与传输线体100之间的间隙对定位精度的影响，通过右侧推舟机构500的设置，消除石墨舟的舟脚和托盘的支撑块201之间间隙的对定位精度的影响，能有效降低因石墨舟800定位不准造成的碎片和不良片现象，彻底避免因定位不准造成石墨舟800和吸盘损坏的情况(插取片机械手末端装有吸盘，对石墨舟中的硅片进行吸取和释放，完成插取片)。
本实施例中，托盘靠边推动机构700包括托盘靠边气缸710，传输线体100的右侧设有安装板110，托盘靠边气缸710安装的安装板110上。
本实施例中，传输线体100的后端设有门形架420，门形架420上设有升降模块430，升降模块430包括升降气缸431和横梁432，门形架420的两侧设有升降导轨421，横梁432的两端分别滑设于升降导轨421上，升降气缸431的缸体设于门形架420的顶部，且升降气缸431的驱动端与横梁432连接，后端推舟机构410包括后端推舟块411和后端推舟气缸412，后端推舟气缸412的缸体设于横梁432上，后端推舟块411设于后端推舟气缸412的驱动端。门形架420以及将后端推舟块411和后端推舟气缸412设置在横梁432，目的为：为避开石墨舟800，升降气缸43驱动横梁432、后端推舟块411和后端推舟气缸412移动到上方，门形架410空出间隙，石墨舟800穿过门形架410移动到传输线体100上。
本实施例中，后端推舟块411设有可与石墨舟800接触的后端导向滚轮401；前端限位机构300包括前端限位支架310，前端限位支架310上设有可与石墨舟800接触的前端导向滚轮301。前端限位机构300与后端推舟机构410对应，后端推舟机构410将石墨舟800推到与前端限位机构300的前端导向滚轮301贴合，此时，后端导向滚轮401也会与石墨舟800贴合，完成石墨舟800前后定位，此处对石墨舟800的两端进行了定位，设置滚轮的作用，在后续右侧推舟机构500推动石墨舟800左右移动时，进行左右定位时，石墨舟800可沿着滚轮移动，进而降低摩擦。
本实施例中，右侧推舟机构500包括右侧推舟支架510、右侧推舟板520和右侧推舟气缸530，右侧推舟气缸530安装在右侧推舟支架510上，右侧推舟板520设于与右侧推舟气缸530的驱动端，右侧推舟支架510上设有两个导杆907，导杆907一端通过直线轴承908安装在右侧推舟支架510上，另一端与右侧推舟板520连接，右侧推舟气缸530位于两个导杆907之间，两个导杆907以及两个直线轴承908的配合对右侧推舟板520的伸缩起导向作用，保证右侧推舟板520做直线运动，从而使得定位更精准。
本实施例中，定位装置还包括左侧压舟机构910和右侧压舟机构920，左侧压舟机构910、右侧压舟机构920分别设于传输线体100的左侧和右侧，用于同时压住石墨舟800。压紧两侧的石墨舟片，防止石墨舟在插取片时变形。
左侧压舟机构910包括压舟支架901、压舟气缸902、侧壁板903、水平直线导轨904和压舟板905，侧壁板903固定在压舟支架901上，压舟支架901滑设于水平直线导轨904上，压舟气缸902设于一固定座906上，且压舟气缸902的驱动端与压舟支架901连接，压舟板905与侧壁板903之间设有导杆907，导杆907一端与压舟板905固定连接，另一端通过直线轴承908与侧壁板903连接，导杆907上套有弹簧909，压舟板905设置多个，沿传输线体100的输送方向间隔布置。压舟气缸902驱动压舟支架901沿水平直线导轨904移动，从而使得各压舟板905与石墨舟800靠紧。压舟支架901用来固定侧壁板903。弹簧909、导杆907、直线轴承908：使压舟板905做直线运动，同时起到缓冲作用，避免压舟板905与石墨舟800两侧最外侧的舟片硬接触，破坏石墨舟片(石墨舟800由多个舟片串接起来)。
右侧压舟机构920与左侧压舟机构910为对称结构。对石墨舟800采用两侧同时压紧，保持插取片时石墨舟800的形态，两侧压舟板905都由弹簧909进行缓冲，对石墨舟片起到保护作用，同时不要求压紧机构有非常高的加工和装配精度，降低了定位成本。
本实施例的的定位装置的定位方法，采用了上述的石墨舟的定位装置，具体包括以下步骤：
S1、托盘前后定位：将载有石墨舟800的托盘200输送至传输线体100上，传输线体100带动托盘200向前移动，直至与托盘限位机构600抵靠后停止；
S2、托盘左右定位：托盘靠边推动机构700将托盘200向传输线体100的左侧推动，直至与传输线体100左侧的挡边抵靠；
S3、石墨舟前后定位：后端推舟机构410将石墨舟800向前端限位机构300推动，直至与前端限位机构300抵靠；
S4、石墨舟左右定位：右侧推舟机构500将石墨舟800向托盘200的左侧推动，直至石墨舟800被托盘200挡住不能移动。
本实施例中，步骤S4之后还包括步骤S5：左侧压舟机构910和右侧压舟机构920同时压住石墨舟800两侧的侧壁，以防止石墨舟800变形。
本实施例中，步骤S1中，在载有石墨舟800的托盘200进入传输线体100之前，升降气缸431驱动横梁432沿门形架420上移，之后，托盘200穿过门形架420移动至传输线体100上。
本发明提供一种石墨舟定位装置及定位方法更加符合自动化要求，提供的石墨舟800定位装置及方法从多个维度对托盘200及石墨舟800进行定位，提高石墨舟800定位精度，对石墨舟800采用两侧同时压紧，保持插取片时石墨舟800的形态，两侧压舟板905都由弹簧909进行缓冲，对石墨舟片起到保护作用，同时不要求压紧机构有非常高的加工和装配精度，降低了定位成本，能有效降低因石墨舟定位不准造成的碎片和不良片现象，彻底避免因定位不准造成石墨800和吸盘损坏的情况。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种石墨舟的定位装置，其特征在于，包括传输线体(100)、托盘(200)、前端限位机构(300)、后端推舟机构(410)、右侧推舟机构(500)、托盘限位机构(600)和托盘靠边驱动机构(700)，所述传输线体(100)用于输送托盘(200)，所述托盘(200)用于装载石墨舟(800)，所述托盘限位机构(600)设于传输线体(100)的前端用于限制托盘(200)前进，所述托盘靠边推动机构(700)设于传输线体(100)的右侧，用于驱动托盘(200)与向传输线体(100)的左侧抵靠，所述前端限位机构(300)设于传输线体(100)的前端，所述后端推舟机构(410)设于传输线体(100)的后端，用于推动石墨舟(800)向前端限位机构(300)抵靠，所述右侧推舟机构(500)设于传输线体(100)的右侧，用于推动石墨舟(800)向托盘(200)左侧抵靠。
2.根据权利要求1所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述传输线体(100)的后端设有门形架(420)，所述门形架(420)上设有升降模块(430)，所述后端推舟机构(410)安装在升降模块(430)上。
3.根据权利要求2所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述升降模块(430)包括升降气缸(431)和横梁(432)，所述门形架(420)的两侧设有升降导轨(421)，所述横梁(432)的两端分别滑设于升降导轨(421)上，所述升降气缸(431)的缸体设于门形架(420)的顶部，且升降气缸(431)的驱动端与横梁(432)连接，所述后端推舟机构(410)设于横梁(432)上；所述后端推舟机构(410)包括后端推舟块(411)和后端推舟气缸(412)，所述后端推舟气缸(412)的缸体设于横梁(432)上，所述后端推舟块(411)设于后端推舟气缸(412)的驱动端。
4.根据权利要求3所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述后端推舟块(411)设有可与石墨舟(800)接触的后端导向滚轮(401)；所述前端限位机构(300)包括前端限位支架(310)，所述前端限位支架(310)上设有可与石墨舟(800)接触的前端导向滚轮(301)。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述右侧推舟机构(500)包括右侧推舟支架(510)、右侧推舟板(520)和右侧推舟气缸(530)，所述右侧推舟气缸(530)安装在右侧推舟支架(510)上，所述右侧推舟板(520)设于与右侧推舟气缸(530)的驱动端；所述托盘靠边推动机构(700)包括托盘靠边气缸(710)，所述传输线体(100)的右侧设有安装板(110)，所述托盘靠边气缸(710)安装的安装板(110)上。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括左侧压舟机构(910)和右侧压舟机构(920)，所述左侧压舟机构(910)、右侧压舟机构(920)分别设于传输线体(100)的左侧和右侧，用于同时压住石墨舟(800)。
7.根据权利要求6所述的石墨舟的定位装置，其特征在于，所述左侧压舟机构(910)包括压舟支架(901)、压舟气缸(902)、侧壁板(903)、水平直线导轨(904)和压舟板(905)，所述侧壁板(903)固定在压舟支架(901)上，所述压舟支架(901)滑设于水平直线导轨(904)上，所述压舟气缸(902)设于一固定座(906)上，且压舟气缸(902)的驱动端与压舟支架(901)连接，所述压舟板(905)与侧壁板(903)之间设有导杆(907)，所述导杆(907)一端与压舟板(905)固定连接，另一端通过直线轴承(908)与侧壁板(903)连接，所述导杆(907)上套有弹簧(909)，所述压舟板(905)设置多个，沿传输线体(100)的输送方向间隔布置，所述右侧压舟机构(920)与左侧压舟机构(910)为对称结构。
8.一种基于权利要求1至7任意一项所述的石墨舟的定位装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、托盘前后定位：将载有石墨舟(800)的托盘(200)输送至传输线体(100)上，传输线体(100)带动托盘(200)向前移动，直至与托盘限位机构(600)抵靠后停止；
S2、托盘左右定位：托盘靠边推动机构(700)将托盘(200)向传输线体(100)的左侧推动，直至与传输线体(100)左侧的挡边抵靠；
S3、石墨舟前后定位：后端推舟机构(410)将石墨舟(800)向前端限位机构(300)推动，直至与前端限位机构(300)抵靠；
S4、石墨舟左右定位：右侧推舟机构(500)将石墨舟(800)向托盘(200)的左侧推动，直至石墨舟(800)被托盘(200)挡住不能移动。
9.根据权利要求8所述的石墨舟的定位装置的定位方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括步骤S5：左侧压舟机构(910)和右侧压舟机构(920)同时压住石墨舟(800)两侧的侧壁，以防止石墨舟(800)变形。
10.根据权利要求8所述的石墨舟的定位装置的定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，在载有石墨舟(800)的托盘(200)进入传输线体(100)之前，升降气缸(431)驱动横梁(432)沿门形架(420)上移，之后，托盘(200)穿过门形架(420)移动至传输线体(100)上。
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